Si të arrini në Alpha Centauri - detaje teknike. Sa kohë do të duhet për të udhëtuar drejt yllit më të afërt? A është e mundur të fluturosh për në Alpha Centauri?

Në një moment në jetën tonë, secili prej nesh bëri këtë pyetje: sa kohë duhet për të fluturuar drejt yjeve? A është e mundur të bëhet një fluturim i tillë në jetën e një njeriu, a mund të bëhen fluturime të tilla normë e jetës së përditshme? Ka shumë përgjigje për këtë pyetje komplekse, varësisht se kush e pyet. Disa janë të thjeshta, të tjerat janë më komplekse. Ka shumë për të marrë parasysh për të gjetur një përgjigje të plotë.

Fatkeqësisht, nuk ka vlerësime reale që do të ndihmonin në gjetjen e një përgjigjeje të tillë dhe kjo i frustron futuristët dhe entuziastët e udhëtimeve ndëryjore. Duam apo jo, hapësira është shumë e madhe (dhe komplekse) dhe teknologjia jonë është ende e kufizuar. Por nëse ndonjëherë vendosim të largohemi nga "foleja", do të kemi disa mënyra për të arritur në sistemin më të afërt të yjeve në galaktikën tonë.

Ylli më i afërt me Tokën tonë është Dielli, një yll mjaft "mesatar" sipas skemës së "sekuencës kryesore" Hertzsprung-Russell. Kjo do të thotë se ylli është shumë i qëndrueshëm dhe siguron mjaftueshëm dritë dielli për zhvillimin e jetës në planetin tonë. Ne e dimë se ka planetë të tjerë që rrotullohen rreth yjeve pranë sistemit tonë diellor dhe shumë prej këtyre yjeve janë të ngjashëm me tonin.

Pjesa e parë: metoda moderne

Në të ardhmen, nëse njerëzimi dëshiron të largohet nga sistemi diellor, ne do të kemi një zgjedhje të madhe yjesh për të shkuar, dhe shumë prej tyre mund të kenë kushte të favorshme për jetën. Por ku do të shkojmë dhe sa kohë do të na duhet për të arritur atje? Mbani në mend se të gjitha këto janë vetëm spekulime dhe nuk ka udhëzime për udhëtimin ndëryjor në këtë kohë. Epo, siç tha Gagarin, le të shkojmë!

Arritni për një yll

Siç u përmend, ylli më i afërt me sistemin tonë diellor është Proxima Centauri, dhe kështu ka shumë kuptim të fillojmë të planifikojmë një mision ndëryjor atje. Pjesë e sistemit të trefishtë të yjeve Alpha Centauri, Proxima është 4,24 vite dritë (1,3 parsek) nga Toka. Alpha Centauri është në thelb ylli më i ndritshëm i të treve në sistem, pjesë e një sistemi binar të ngushtë 4,37 vite dritë nga Toka - ndërsa Proxima Centauri (më i dobëti nga të tre) është një xhuxh i kuq i izoluar në 0,13 vite dritë nga dyfishi sistemi.

Dhe ndërsa bisedat për udhëtimin ndëryjor sjellin në mendje të gjitha llojet e udhëtimeve "më të shpejta se shpejtësia e dritës" (FSL), nga shpejtësitë e shtrembërimit dhe vrimat e krimbave deri te disqet nënhapësirë, teori të tilla janë ose shumë fiktive (si ngasja Alcubierre) ose ekzistojnë vetëm në fantashkencë . Çdo mision në hapësirën e thellë do të zgjasë me breza.

Pra, duke filluar me një nga format më të ngadalta të udhëtimit në hapësirë, sa kohë do të duhet për të arritur në Proxima Centauri?

Metodat moderne

Çështja e vlerësimit të kohëzgjatjes së udhëtimit në hapësirë ​​është shumë më e thjeshtë nëse përfshin teknologjitë dhe trupat ekzistues në Sistemin tonë Diellor. Për shembull, duke përdorur teknologjinë e përdorur nga misioni New Horizons, 16 motorë monopropelantë hydrazine mund të arrijnë në Hënë në vetëm 8 orë e 35 minuta.

Ekziston edhe misioni SMART-1 i Agjencisë Evropiane të Hapësirës, ​​i cili u shty drejt Hënës duke përdorur shtytje jonike. Me këtë teknologji revolucionare, një version i së cilës u përdor edhe nga sonda hapësinore Dawn për të arritur në Vesta, misionit SMART-1 iu desh një vit, një muaj e dy javë për të arritur në Hënë.

Nga anijet kozmike me raketa të shpejta deri te shtytja jonike me efikasitet të karburantit, ne kemi disa opsione për të kaluar nëpër hapësirën lokale - plus ju mund të përdorni Jupiterin ose Saturnin si një llastiqe të madhe gravitacionale. Megjithatë, nëse planifikojmë të shkojmë pak më tej, do të duhet të rrisim fuqinë e teknologjisë dhe të eksplorojmë mundësi të reja.

Kur flasim për metoda të mundshme, po flasim për ato që përfshijnë teknologjitë ekzistuese, ose ato që nuk ekzistojnë ende, por janë teknikisht të realizueshme. Disa prej tyre, siç do ta shihni, janë të testuara dhe të konfirmuara me kohë, ndërsa të tjerat mbeten ende në pikëpyetje. Me pak fjalë, ata paraqesin një skenar të mundshëm, por shumë kohë dhe financiarisht të shtrenjtë për të udhëtuar edhe në yllin më të afërt.

Lëvizja jonike

Aktualisht, forma më e ngadaltë dhe më ekonomike e shtytjes është shtytja jonike. Disa dekada më parë, shtytja jonike konsiderohej si lëndë e fantashkencës. Por vitet e fundit, teknologjitë e mbështetjes së motorëve jonikë kanë kaluar nga teoria në praktikë dhe me shumë sukses. Misioni SMART-1 i Agjencisë Evropiane të Hapësirës është një shembull i një misioni të suksesshëm në Hënë në një spirale 13-mujore nga Toka.

SMART-1 përdorte motorë jonikë me energji diellore, në të cilët energjia elektrike mblidhej nga panelet diellore dhe përdorej për të fuqizuar motorët me efekt Hall. Për të dërguar SMART-1 në Hënë, nevojiteshin vetëm 82 kilogramë karburant ksenon. 1 kilogram karburant ksenon siguron një delta-V prej 45 m/s. Kjo është një formë jashtëzakonisht efikase e lëvizjes, por është larg nga më e shpejta.

Një nga misionet e para që përdori teknologjinë e shtytjes jonike ishte misioni Deep Space 1 në kometën Borrelli në 1998. DS1 përdori gjithashtu një motor jonik ksenon dhe konsumoi 81.5 kg karburant. Pas 20 muajsh shtytje, DS1 arriti shpejtësinë 56,000 km/h në kohën e fluturimit të kometës.

Motorët jonikë janë më ekonomikë se teknologjia e raketave, sepse shtytja e tyre për njësi masë të lëndës djegëse (impulsi specifik) është shumë më i lartë. Por motorëve jonikë u duhet një kohë e gjatë për të përshpejtuar një anije kozmike në shpejtësi të konsiderueshme, dhe shpejtësia maksimale varet nga mbështetja e karburantit dhe sasia e energjisë elektrike të prodhuar.

Prandaj, nëse shtytja jonike do të përdorej në një mision në Proxima Centauri, motorët do të duhej të kishin një burim të fuqishëm energjie (fuqi bërthamore) dhe rezerva të mëdha karburanti (megjithëse më pak se raketat konvencionale). Por nëse nisemi nga supozimi se 81.5 kg karburant ksenon përkthehet në 56,000 km/h (dhe nuk do të ketë forma të tjera lëvizjeje), mund të bëhen llogaritjet.

Me një shpejtësi maksimale prej 56,000 km/h, Deep Space do t'i duheshin 1 81,000 vjet për të udhëtuar 4,24 vite dritë midis Tokës dhe Proxima Centauri. Me kalimin e kohës, bëhet fjalë për rreth 2700 breza njerëzish. Është e sigurt të thuhet se shtytja e joneve ndërplanetare do të jetë shumë e ngadaltë për një mision ndëryjor të drejtuar.

Por nëse motorët jonikë janë më të mëdhenj dhe më të fuqishëm (d.m.th., shkalla e daljes së joneve do të jetë shumë më e lartë), nëse ka karburant të mjaftueshëm për raketa për të qëndruar të gjithë 4,24 vite dritë, koha e udhëtimit do të reduktohet ndjeshëm. Por do të ketë ende shumë më shumë jetë njerëzore.

Manovra e gravitetit

Mënyra më e shpejtë për të udhëtuar në hapësirë ​​është përdorimi i ndihmës së gravitetit. Kjo teknikë përfshin anijen kozmike duke përdorur lëvizjen relative (d.m.th., orbitën) dhe gravitetin e planetit për të ndryshuar rrugën dhe shpejtësinë e tij. Manovrat e gravitetit janë një teknikë jashtëzakonisht e dobishme fluturimi në hapësirë, veçanërisht kur përdoret Toka ose një planet tjetër masiv (si një gjigant gazi) për përshpejtim.

Anija kozmike Mariner 10 ishte e para që përdori këtë metodë, duke përdorur tërheqjen gravitacionale të Venusit për t'u shtyrë drejt Mërkurit në shkurt 1974. Në vitet 1980, sonda Voyager 1 përdori Saturnin dhe Jupiterin për manovra graviteti dhe përshpejtim në 60,000 km/h përpara se të hynte në hapësirën ndëryjore.

Misioni Helios 2, i cili filloi në 1976 dhe kishte për qëllim të eksploronte mediumin ndërplanetar midis 0.3 AU. e. dhe 1 a. e. nga Dielli, mban rekordin për shpejtësinë më të lartë të zhvilluar duke përdorur një manovër gravitacionale. Në atë kohë, Helios 1 (lançuar në 1974) dhe Helios 2 mbanin rekordin për afrimin më të afërt me Diellin. Helios 2 u lëshua nga një raketë konvencionale dhe u vendos në një orbitë shumë të zgjatur.

Për shkak të ekscentricitetit të lartë (0.54) të orbitës diellore 190-ditore, në perihelion Helios 2 ishte në gjendje të arrinte një shpejtësi maksimale prej mbi 240,000 km/h. Kjo shpejtësi orbitale u zhvillua vetëm për shkak të tërheqjes gravitacionale të Diellit. Teknikisht, shpejtësia e perihelionit të Helios 2 nuk ishte rezultat i një manovre gravitacionale, por shpejtësia e tij maksimale orbitale, por ende mban rekordin për objektin më të shpejtë të krijuar nga njeriu.

Nëse Voyager 1 do të lëvizte drejt yllit xhuxh të kuq Proxima Centauri me një shpejtësi konstante prej 60,000 km/h, do të duheshin 76,000 vjet (ose më shumë se 2,500 breza) për të mbuluar këtë distancë. Por nëse sonda arrin shpejtësinë rekord të Helios 2 - një shpejtësi e qëndrueshme prej 240,000 km/h - do të duheshin 19,000 vjet (ose më shumë se 600 breza) për të udhëtuar 4,243 vite dritë. Shumë më mirë, edhe pse jo pothuajse praktike.

Motor elektromagnetik EM Drive

Një metodë tjetër e propozuar për udhëtimin ndëryjor është motori i zgavrës rezonante RF, i njohur gjithashtu si EM Drive. I propozuar në vitin 2001 nga Roger Scheuer, një shkencëtar britanik i cili krijoi Satellite Propulsion Research Ltd (SPR) për të zbatuar projektin, motori bazohet në idenë se zgavrat e mikrovalës elektromagnetike mund të konvertojnë drejtpërdrejt energjinë elektrike në shtytje.

Ndërsa motorët elektromagnetikë tradicionalë janë krijuar për të shtyrë një masë specifike (të tilla si grimcat jonizuese), ky sistem i veçantë shtytës është i pavarur nga reagimi i masës dhe nuk lëshon rrezatim të drejtuar. Në përgjithësi, ky motor u prit me një masë të mjaftueshme skepticizmi, kryesisht sepse shkel ligjin e ruajtjes së momentit, sipas të cilit momenti i sistemit mbetet konstant dhe nuk mund të krijohet ose shkatërrohet, por ndryshohet vetëm nën ndikimin e forcës. .

Megjithatë, eksperimentet e fundit me këtë teknologji me sa duket kanë çuar në rezultate pozitive. Në korrik 2014, në Konferencën e Përbashkët të Propulsionit të 50-të AIAA/ASME/SAE/ASEE në Cleveland, Ohio, shkencëtarët e avancuar të shtytjes së NASA-s njoftuan se kishin testuar me sukses një dizajn të ri shtytës elektromagnetik.

Në prill 2015, shkencëtarët e NASA Eagleworks (pjesë e Qendrës Hapësinore Johnson) thanë se kishin testuar me sukses motorin në vakum, gjë që mund të tregonte aplikime të mundshme hapësinore. Në korrik të të njëjtit vit, një grup shkencëtarësh nga Departamenti i Sistemeve Hapësinore të Universitetit të Teknologjisë së Dresdenit zhvilluan versionin e tyre të motorit dhe vëzhguan një shtytje të dukshme.

Në vitin 2010, profesoresha Zhuang Yang e Universitetit Politeknik Northwestern në Xi'an, Kinë, filloi të botojë një seri artikujsh mbi kërkimin e saj në teknologjinë EM Drive. Në vitin 2012, ajo raportoi fuqi të lartë hyrëse (2,5 kW) dhe një shtytje të regjistruar prej 720 mn. Ai gjithashtu kreu testime të gjera në 2014, duke përfshirë matjet e brendshme të temperaturës me termoçift të integruar, të cilat treguan se sistemi funksiononte.

Bazuar në llogaritjet e bazuara në prototipin e NASA-s (i cili vlerësohej të kishte një vlerësim të fuqisë prej 0.4 N/kW), një anije kozmike me energji elektromagnetike mund të udhëtonte drejt Plutonit në më pak se 18 muaj. Kjo është gjashtë herë më pak se ajo që kërkohej nga sonda New Horizons, e cila lëvizte me një shpejtësi prej 58,000 km/h.

Tingëllon mbresëlënëse. Por edhe në këtë rast, anija me motorë elektromagnetikë do të fluturojë në Proxima Centauri për 13,000 vjet. Mbylle, por ende nuk mjafton. Për më tepër, derisa të gjitha i-të të jenë të pikëzuara në këtë teknologji, është shumë herët të flasim për përdorimin e saj.

Lëvizja elektrike bërthamore termike dhe bërthamore

Një mundësi tjetër për fluturimin ndëryjor është përdorimi i një anije kozmike të pajisur me motorë bërthamorë. NASA ka studiuar opsione të tilla për dekada. Një raketë shtytëse termike bërthamore mund të përdorë reaktorët e uraniumit ose deuteriumit për të ngrohur hidrogjenin në reaktor, duke e kthyer atë në gaz të jonizuar (plazma hidrogjeni), i cili më pas do të drejtohej në grykën e raketës, duke gjeneruar shtytje.

Një raketë me energji bërthamore përdor të njëjtin reaktor për të kthyer nxehtësinë dhe energjinë në energji elektrike, e cila më pas fuqizon një motor elektrik. Në të dyja rastet, raketa do të mbështetej në shkrirjen ose ndarjen bërthamore për të gjeneruar shtytje, në vend të karburantit kimik që përdorin të gjitha agjencitë moderne të hapësirës.

Krahasuar me motorët kimikë, motorët bërthamorë kanë përparësi të pamohueshme. Së pari, ka një densitet të energjisë praktikisht të pakufizuar në krahasim me karburantin e raketave. Përveç kësaj, një motor bërthamor do të prodhojë gjithashtu një shtytje të fuqishme në lidhje me sasinë e karburantit të përdorur. Kjo do të zvogëlojë vëllimin e karburantit të kërkuar, dhe në të njëjtën kohë peshën dhe koston e një pajisjeje të veçantë.

Megjithëse motorët bërthamorë termikë nuk janë lëshuar ende në hapësirë, janë krijuar dhe testuar prototipe, madje janë propozuar edhe më shumë.

Megjithatë, pavarësisht nga avantazhet në ekonominë e karburantit dhe impulsin specifik, koncepti më i mirë i propozuar i motorit termik bërthamor ka një impuls specifik maksimal prej 5000 sekondash (50 kN s/kg). Duke përdorur motorë bërthamorë të fuqizuar nga ndarja ose shkrirja, shkencëtarët e NASA-s mund të dërgojnë një anije kozmike në Mars në vetëm 90 ditë nëse Planeti i Kuq është 55,000,000 kilometra nga Toka.

Por kur bëhet fjalë për udhëtimin në Proxima Centauri, do të duheshin shekuj që një raketë bërthamore të arrijë një pjesë të konsiderueshme të shpejtësisë së dritës. Pastaj do të duhen disa dekada udhëtime, të ndjekura nga shumë shekuj të tjerë ngadalësimi në rrugën drejt qëllimit. Jemi ende 1000 vjet nga destinacioni ynë. Ajo që është e mirë për misionet ndërplanetare nuk është aq e mirë për ato ndëryjore.

Pjesa e dytë: metodat teorike

Duke përdorur teknologjinë ekzistuese, do të duhej një kohë shumë e gjatë për të dërguar shkencëtarë dhe astronautë në një mision ndëryjor. Udhëtimi do të jetë shumë i gjatë (madje edhe sipas standardeve kozmike). Nëse duam ta realizojmë një rrugëtim të tillë në të paktën një jetë, apo edhe një brez, na duhen masa më radikale (lexo: thjesht teorike). Dhe ndërkohë që vrimat e krimbave dhe motorët në hapësirë ​​janë absolutisht fantastike për momentin, ka pasur ide të tjera për shumë vite që ne besojmë se do të realizohen.

Lëvizja bërthamore

Propulsioni bërthamor është një "motor" i mundshëm teorikisht për udhëtime të shpejta në hapësirë. Koncepti fillimisht u propozua nga Stanislaw Ulam në vitin 1946, një matematikan polako-amerikan që mori pjesë në Projektin Manhattan dhe llogaritjet paraprake u bënë nga F. Reines dhe Ulam në 1947. Projekti Orion u lançua në vitin 1958 dhe zgjati deri në vitin 1963.

I udhëhequr nga Ted Taylor i General Atomics dhe fizikani Freeman Dyson i Institutit për Studime të Avancuara në Princeton, Orioni do të shfrytëzonte fuqinë e shpërthimeve bërthamore pulsuese për të ofruar një shtytje të madhe me një impuls specifik shumë të lartë.

Me pak fjalë, Projekti Orion përfshin një anije kozmike të madhe që fiton shpejtësi duke mbështetur koka luftarake termonukleare, duke nxjerrë bomba nga pas dhe duke përshpejtuar nga një valë shpërthimi që shkon në një "shtytës" të montuar prapa, një panel shtytës. Pas çdo shtytjeje, forca e shpërthimit absorbohet nga ky panel dhe shndërrohet në lëvizje përpara.

Megjithëse ky dizajn nuk është aspak elegant sipas standardeve moderne, avantazhi i konceptit është se ai siguron shtytje të lartë specifike - domethënë, nxjerr sasinë maksimale të energjisë nga burimi i karburantit (në këtë rast, bombat bërthamore) me kosto minimale. Për më tepër, ky koncept teorikisht mund të arrijë shpejtësi shumë të larta, disa vlerësojnë deri në 5% të shpejtësisë së dritës (5.4 x 107 km/h).

Sigurisht, ky projekt ka disavantazhe të pashmangshme. Nga njëra anë, një anije e kësaj madhësie do të jetë jashtëzakonisht e shtrenjtë për t'u ndërtuar. Dyson vlerësoi në vitin 1968 se anija kozmike Orion, e fuqizuar nga bomba hidrogjenore, do të peshonte midis 400,000 dhe 4,000,000 tonë metrikë. Dhe të paktën tre të katërtat e kësaj peshe do të vinte nga bomba bërthamore, secila me peshë rreth një ton.

Llogaritjet konservatore të Dyson treguan se kostoja totale e ndërtimit të Orionit do të ishte 367 miliardë dollarë. E rregulluar për inflacionin, kjo shumë del në 2.5 trilion dollarë, që është shumë. Edhe me vlerësimet më konservatore, pajisja do të jetë jashtëzakonisht e shtrenjtë për t'u prodhuar.

Ekziston edhe një problem i vogël i rrezatimit që do të lëshojë, për të mos përmendur mbetjet bërthamore. Besohet se kjo është arsyeja pse projekti u anulua si pjesë e traktatit të ndalimit të pjesshëm të provave të vitit 1963, kur qeveritë botërore u përpoqën të kufizonin testimet bërthamore dhe të ndalonin lëshimin e tepërt të rrymës radioaktive në atmosferën e planetit.

Raketat e shkrirjes

Një mundësi tjetër e përdorimit të energjisë bërthamore është përmes reaksioneve termonukleare për të prodhuar shtytje. Në këtë koncept, energjia do të krijohej nga ndezja e fishekëve të një përzierjeje deuteriumi dhe helium-3 në një dhomë reaksioni me anë të mbylljes inerciale duke përdorur rreze elektronike (të ngjashme me atë që bëhet në Instalimin Kombëtar të Ndezjes në Kaliforni). Një reaktor i tillë i shkrirjes do të shpërthente 250 fishekë në sekondë, duke krijuar një plazmë me energji të lartë që më pas do të ridrejtohej në një hundë, duke krijuar shtytje.

Ashtu si një raketë që mbështetet në një reaktor bërthamor, ky koncept ka përparësi në drejtim të efikasitetit të karburantit dhe impulsit specifik. Shpejtësia vlerësohet të arrijë në 10,600 km/h, duke tejkaluar shumë shpejtësinë e shpejtësisë së raketave konvencionale. Për më tepër, kjo teknologji është studiuar gjerësisht gjatë dekadave të fundit dhe janë bërë shumë propozime.

Për shembull, midis 1973 dhe 1978, Shoqëria Ndërplanetare Britanike kreu një studim mbi fizibilitetin e Projektit Daedalus. Duke u mbështetur në njohuritë moderne dhe teknologjinë e shkrirjes, shkencëtarët kanë bërë thirrje për ndërtimin e një sonde shkencore pa pilot me dy faza që mund të arrijë Yllin e Barnard-it (5.9 vite dritë nga Toka) brenda një jete njerëzore.

Faza e parë, më e madhja nga të dyja, do të funksiononte për 2.05 vjet dhe do të përshpejtonte anijen në 7.1% të shpejtësisë së dritës. Pastaj kjo fazë hidhet, e dyta ndizet dhe pajisja përshpejtohet në 12% të shpejtësisë së dritës në 1.8 vjet. Pastaj motori i fazës së dytë fiket dhe anija fluturon për 46 vjet.

Projekti Daedalus vlerëson se misionit do t'i duheshin 50 vjet për të arritur në Yllin e Barnardit. Nëse në Proxima Centauri, e njëjta anije do të arrijë atje pas 36 vjetësh. Por, sigurisht, projekti përfshin shumë çështje të pazgjidhura, veçanërisht ato që nuk mund të zgjidhen duke përdorur teknologji moderne - dhe shumica e tyre ende nuk janë zgjidhur.

Për shembull, praktikisht nuk ka helium-3 në Tokë, që do të thotë se do të duhet të minohet diku tjetër (me shumë mundësi në Hënë). Së dyti, reaksioni që drejton aparatin kërkon që energjia e emetuar të tejkalojë ndjeshëm energjinë e shpenzuar për të filluar reaksionin. Dhe megjithëse eksperimentet në Tokë tashmë e kanë tejkaluar "pikën e barazimit", ne jemi ende larg vëllimeve të energjisë që mund të fuqizojnë një anije kozmike ndëryjore.

Së treti, çështja e kostos së një anijeje të tillë mbetet. Edhe sipas standardeve modeste të mjetit pa pilot të Projektit Daedalus, një mjet i pajisur plotësisht do të peshonte 60,000 tonë. Për t'ju dhënë një ide, pesha bruto e NASA SLS është pak më shumë se 30 tonë metrikë dhe vetëm lëshimi do të kushtojë 5 miliardë dollarë (vlerësimet e 2013).

Me pak fjalë, jo vetëm që një raketë me shkrirje do të ishte shumë e shtrenjtë për t'u ndërtuar, por do të kërkonte gjithashtu një nivel reaktori shkrirje shumë përtej aftësive tona. Icarus Interstellar, një organizatë ndërkombëtare e shkencëtarëve qytetarë (disa prej të cilëve kanë punuar për NASA ose ESA), po përpiqet të ringjallë konceptin me Projektin Icarus. I formuar në vitin 2009, grupi shpreson të bëjë të mundur lëvizjen e shkrirjes (dhe më shumë) për të ardhmen e parashikueshme.

Fusion ramjet

I njohur gjithashtu si ramjet Bussard, motori u propozua për herë të parë nga fizikani Robert Bussard në 1960. Në thelbin e tij, është një përmirësim në raketën standarde të shkrirjes, e cila përdor fusha magnetike për të kompresuar karburantin e hidrogjenit në pikën e shkrirjes. Por në rastin e një ramjet, një gyp i madh elektromagnetik thith hidrogjenin nga mediumi ndëryjor dhe e hedh atë në reaktor si lëndë djegëse.

Ndërsa automjeti fiton shpejtësi, masa reaktive hyn në një fushë magnetike të kufizuar, e cila e ngjesh atë derisa të fillojë shkrirja termonukleare. Fusha magnetike më pas drejton energjinë në grykën e raketës, duke përshpejtuar anijen. Meqenëse asnjë rezervuar karburanti nuk do ta ngadalësojë atë, një ramjet me shkrirje mund të arrijë shpejtësi në rendin e 4% të shpejtësisë së dritës dhe të udhëtojë kudo në galaktikë.

Megjithatë, ka shumë dobësi të mundshme për këtë mision. Për shembull, problemi i fërkimit. Anija kozmike mbështetet në një shkallë të lartë të grumbullimit të karburantit, por gjithashtu do të ndeshet me sasi të mëdha hidrogjeni ndëryjor dhe do të humbasë shpejtësinë - veçanërisht në rajone të dendura të galaktikës. Së dyti, ka pak deuterium dhe tritium (të cilët përdoren në reaktorët në Tokë) në hapësirë ​​dhe sinteza e hidrogjenit të zakonshëm, i cili është i bollshëm në hapësirë, nuk është ende nën kontrollin tonë.

Sidoqoftë, fantashkenca ra në dashuri me këtë koncept. Shembulli më i famshëm është ndoshta ekskluziviteti i Star Trek, i cili përdor koleksionistët Bussard. Në realitet, kuptimi ynë i reaktorëve të shkrirjes nuk është aq i mirë sa do të donim.

Vela me lazer

Velat diellore janë konsideruar prej kohësh një mënyrë efektive për të pushtuar sistemin diellor. Përveç faktit se ato janë relativisht të thjeshta dhe të lira për t'u prodhuar, ato kanë një avantazh të madh: nuk kërkojnë karburant. Në vend të përdorimit të raketave që kanë nevojë për karburant, vela përdor presionin e rrezatimit nga yjet për të çuar pasqyrat ultra të holla drejt shpejtësive të larta.

Megjithatë, në rastin e udhëtimit ndëryjor, një vela e tillë do të duhej të shtyhej nga rrezet e përqendruara të energjisë (lazer ose mikrovalë) për ta përshpejtuar atë në shpejtësinë afër dritës. Koncepti u propozua për herë të parë nga Robert Forward në 1984, një fizikant në Laboratorin e Avionëve Hughes.

Ideja e tij ruan avantazhet e një vela diellore në atë që nuk kërkon karburant në bord, dhe gjithashtu që energjia lazer nuk shpërndahet në një distancë në të njëjtën mënyrë si rrezatimi diellor. Kështu, edhe pse lundrimit lazer do t'i duhet pak kohë për t'u përshpejtuar në shpejtësinë afër dritës, ajo më pas do të kufizohet vetëm nga shpejtësia e vetë dritës.

Sipas një studimi të vitit 2000 nga Robert Frisby, drejtor i kërkimit të koncepteve të avancuara të shtytjes në Laboratorin Jet Propulsion të NASA-s, një vela lazer do të përshpejtohej në gjysmën e shpejtësisë së dritës në më pak se një dekadë. Ai gjithashtu llogariti se një vela me një diametër prej 320 kilometrash mund të arrijë në Proxima Centauri në 12 vjet. Ndërkohë, vela me diametër 965 kilometra do të mbërrijë për vetëm 9 vjet.

Sidoqoftë, një vela e tillë do të duhet të ndërtohet nga materiale të përparuara të përbëra për të shmangur shkrirjen. E cila do të jetë veçanërisht e vështirë duke pasur parasysh madhësinë e velit. Kostot janë edhe më të këqija. Sipas Frisby, lazerët do të kërkonin një rrjedhë të qëndrueshme prej 17,000 teravat energjie, e cila është afërsisht ajo që e gjithë bota konsumon në një ditë.

Motori antimateries

Adhuruesit e fantashkencës e dinë mirë se çfarë është antimateria. Por në rast se keni harruar, antimateria është një substancë e përbërë nga grimca që kanë të njëjtën masë si grimcat e rregullta, por ngarkesë të kundërt. Një motor antimateries është një motor hipotetik që mbështetet në ndërveprimet midis materies dhe antimateries për të gjeneruar energji ose shtytje.

Me pak fjalë, një motor antimateries përdor grimcat e hidrogjenit dhe antihidrogjenit që përplasen me njëra-tjetrën. Energjia e emetuar gjatë procesit të asgjësimit është e krahasueshme në vëllim me energjinë e shpërthimit të një bombe termonukleare të shoqëruar nga një rrjedhë e grimcave nënatomike - pioneve dhe muoneve. Këto grimca, të cilat udhëtojnë me një të tretën e shpejtësisë së dritës, ridrejtohen në një grykë magnetike dhe gjenerojnë shtytje.

Avantazhi i kësaj klase rakete është se pjesa më e madhe e masës së përzierjes së lëndës/antimmateries mund të shndërrohet në energji, duke rezultuar në një densitet të lartë energjie dhe impuls specifik më të lartë se çdo raketë tjetër. Për më tepër, reaksioni i asgjësimit mund ta përshpejtojë raketën në gjysmën e shpejtësisë së dritës.

Kjo klasë raketash do të jetë më e shpejta dhe më efiçente në energji e mundshme (ose e pamundur, por e propozuar). Ndërsa raketat kimike konvencionale kërkojnë tonelata karburant për të çuar një anije kozmike në destinacionin e saj, një motor antimateries do të bëjë të njëjtën punë me vetëm disa miligramë karburant. Shkatërrimi i ndërsjellë i gjysmë kilogrami grimca hidrogjeni dhe antihidrogjeni çliron më shumë energji sesa një bombë me hidrogjen 10 megaton.

Është për këtë arsye që Instituti i Koncepteve të Avancuara të NASA-s po e hulumton këtë teknologji si një mundësi për misionet e ardhshme në Mars. Fatkeqësisht, kur shqyrtohen misionet në sistemet e yjeve të afërta, sasia e karburantit të kërkuar rritet në mënyrë eksponenciale dhe kostot bëhen astronomike (pa qëllim).

Sipas një raporti të përgatitur për Konferencën dhe Ekspozitën e Përbashkët të Propulsionit të 39-të AIAA/ASME/SAE/ASEE, një raketë me dy faza kundër lëndës do të kërkonte më shumë se 815,000 tonë metrikë shtytës për të arritur në Proxima Centauri në 40 vjet. Është relativisht i shpejtë. Por çmimi...

Edhe pse një gram antimaterie prodhon një sasi të jashtëzakonshme energjie, prodhimi i vetëm një gram do të kërkonte 25 milionë miliardë kilovat-orë energji dhe do të kushtonte një trilion dollarë. Aktualisht, sasia totale e antimateries që është krijuar nga njerëzit është më pak se 20 nanogram.

Dhe edhe sikur të mund të prodhonim antimaterie me çmim të ulët, do të na duhej një anije masive që mund të mbante sasinë e nevojshme të karburantit. Sipas një raporti të Dr. Darrell Smith dhe Jonathan Webby të Universitetit Aeronautik Embry-Riddle në Arizona, një anije kozmike ndëryjore e fuqizuar nga antimateria mund të arrijë shpejtësinë 0.5 herë më të madhe se shpejtësia e dritës dhe të arrijë Proxima Centauri në pak më shumë se 8 vjet. Megjithatë, vetë anija do të peshonte 400 tonë dhe do të kërkonte 170 ton lëndë djegëse kundër lëndës.

Një mënyrë e mundshme kundër kësaj do të ishte krijimi i një anijeje që do të krijonte antimaterie dhe më pas do ta përdorte atë si lëndë djegëse. Ky koncept, i njohur si Sistemi i Eksploruesit Ndëryjor të Raketave Vakum në Antimateria (VARIES), u propozua nga Richard Aubauzi i Icarus Interstellar. Bazuar në idenë e riciklimit in-situ, automjeti VARIES do të përdorte lazer të mëdhenj (të mundësuar nga panele të mëdha diellore) për të krijuar grimca antimateries kur shkrepeshin në hapësirën boshe.

Ngjashëm me konceptin fusion ramjet, ky propozim zgjidh problemin e transportit të karburantit duke e nxjerrë atë drejtpërdrejt nga hapësira. Por përsëri, kostoja e një anijeje të tillë do të jetë jashtëzakonisht e lartë nëse e ndërtojmë duke përdorur metodat tona moderne. Ne thjesht nuk mund të krijojmë antimateries në një shkallë të madhe. Ekziston gjithashtu një problem i rrezatimit për t'u zgjidhur, pasi asgjësimi i materies dhe antimateries prodhon shpërthime të rrezeve gama me energji të lartë.

Ato përbëjnë rrezik jo vetëm për ekuipazhin, por edhe për motorin, në mënyrë që të mos shpërbëhen në grimca nënatomike nën ndikimin e gjithë atij rrezatimi. Me pak fjalë, një motor kundër lëndës është krejtësisht jopraktik duke pasur parasysh teknologjinë tonë aktuale.

Alcubierre Warp Drive

Adhuruesit e fantashkencës janë pa dyshim të njohur me konceptin e warp drive (ose Alcubierre drive). I propozuar nga fizikani meksikan Miguel Alcubierre në 1994, ideja ishte një përpjekje për të imagjinuar lëvizjen e menjëhershme nëpër hapësirë ​​pa shkelur teorinë e relativitetit special të Ajnshtajnit. Shkurtimisht, ky koncept përfshin shtrirjen e strukturës së hapësirë-kohës në një valë, e cila teorikisht do të shkaktonte tkurrjen e hapësirës përpara një objekti dhe zgjerimin e hapësirës pas tij.

Një objekt brenda kësaj valë (anija jonë) do të jetë në gjendje ta kalërojë këtë valë, duke qenë në një "flluskë deformuese", me një shpejtësi shumë më të madhe se ajo relativiste. Meqenëse anija nuk lëviz në vetë flluskë, por bartet prej saj, ligjet e relativitetit dhe hapësirë-kohës nuk do të shkelen. Në thelb, kjo metodë nuk përfshin lëvizjen më të shpejtë se shpejtësia e dritës në kuptimin lokal.

Është "më e shpejtë se drita" vetëm në kuptimin që anija mund të arrijë në destinacionin e saj më shpejt se një rreze drite që udhëton jashtë flluskës së deformimit. Duke supozuar se anija kozmike është e pajisur me sistemin Alcubierre, ajo do të arrijë në Proxima Centauri në më pak se 4 vjet. Prandaj, kur bëhet fjalë për udhëtimin teorik ndëryjor në hapësirë, kjo është teknologjia më premtuese për sa i përket shpejtësisë.

Sigurisht, i gjithë ky koncept është jashtëzakonisht i diskutueshëm. Ndër argumentet kundër, për shembull, është se ai nuk merr parasysh mekanikën kuantike dhe mund të hidhet poshtë nga një teori e gjithçkaje (si graviteti kuantik i ciklit). Llogaritjet e sasisë së kërkuar të energjisë treguan gjithashtu se lëvizja e deformimit do të ishte tepër e pangopur. Pasiguri të tjera përfshijnë sigurinë e një sistemi të tillë, efektet e hapësirë-kohës në destinacion dhe shkeljet e shkakësisë.

Megjithatë, në vitin 2012, shkencëtari i NASA-s Harold White njoftoi se ai dhe kolegët e tij filluan të eksploronin mundësinë e krijimit të një motori Alcubierre. White deklaroi se ata kishin ndërtuar një interferometër që do të kapte shtrembërimet hapësinore të prodhuara nga zgjerimi dhe tkurrja e hapësirë-kohës në metrikën Alcubierre.

Në vitin 2013, Laboratori Jet Propulsion publikoi rezultatet e testeve në terren të deformimit të kryera në kushte vakum. Për fat të keq, rezultatet u konsideruan "jo përfundimtare". Në terma afatgjatë, mund të zbulojmë se metrika Alcubierre shkel një ose më shumë ligje themelore të natyrës. Dhe edhe nëse fizika e tij rezulton e saktë, nuk ka asnjë garanci që sistemi Alcubierre mund të përdoret për fluturim.

Në përgjithësi, gjithçka është si zakonisht: keni lindur shumë herët për të udhëtuar drejt yllit më të afërt. Megjithatë, nëse njerëzimi ndjen nevojën për të ndërtuar një "arkë ndëryjore" që do të strehojë një shoqëri njerëzore të vetë-qëndrueshme, do të jetë e mundur të arrihet Proxima Centauri në rreth njëqind vjet. Nëse, sigurisht, duam të investojmë në një ngjarje të tillë.

Për sa i përket kohës, të gjitha metodat e disponueshme duken të jenë jashtëzakonisht të kufizuara. Dhe ndërsa kalimi i qindra mijëra viteve duke udhëtuar drejt yllit më të afërt mund të jetë me pak interes për ne kur mbijetesa jonë është në rrezik, ndërsa teknologjia hapësinore përparon, metodat do të mbeten jashtëzakonisht jopraktike. Në kohën kur arka jonë të arrijë yllin më të afërt, teknologjia e saj do të vjetërohet dhe vetë njerëzimi mund të mos ekzistojë më.

Pra, nëse nuk bëjmë një përparim të madh në teknologjinë e shkrirjes, antimateries ose lazerit, do të jemi të kënaqur me eksplorimin e sistemit tonë diellor.

LEKTORË:

"NË SHTATË MILION VJET"

Lektor Moiseev I.M.

SSO "Energia" MVTU me emrin. Bauman

fshati Ust-Abakan

Të dashur shokë! Dua t'ju paralajmëroj menjëherë se do të flasim për çështje të diskutueshme dhe mjaft abstrakte. Pjesa më e madhe e asaj që dua t'ju them nuk është problemi urgjent i sotëm. Megjithatë, kuptimi i problemit për të cilin do të flas dhe mundësia e zgjidhjes së tij ka një karakter serioz botëkuptimor.

Ne do të duhet të operojmë me shifra shumë të mëdha, sipas standardeve tona. Dua t'i kuptoni mirë, ju kujtoj: një milion është një mijë mijë, një miliard është një mijë milion. Vetëm duke numëruar në një mijë do të duhen 3 orë. Deri në një milion - 125 ditë. Deri në një miliard - 350 vjet. prezantuar? Epo atëherë. Atëherë mund të fillojmë.

20 miliardë vjet më parë filloi Universi.

Diku 5-6 miliardë vjet më parë Dielli ynë shpërtheu në flakë.

4 miliardë vjet më parë, një top i shkrirë u ftohur, i cili tani quhet planeti Tokë. Rreth një milion vjet më parë u shfaq Njeriu.

Shtetet kanë ekzistuar vetëm për disa mijëra vjet.

Rreth njëqind vjet më parë, radio u shpik dhe më në fund, 27 vjet më parë, filloi epoka e hapësirës.

Kësaj radhe. Tani le të flasim për shkallët hapësinore.

Siç e dini, një rreze drite udhëton 300 mijë km në sekondë. Ne do të përdorim shpejtësinë e dritës për të matur distancat. Që një rreze drite të përshkojë një distancë të barabartë me gjatësinë e ekuatorit, do të duhet 1/7 e sekondës. Për të arritur në Hënë - pak më shumë se 1 sekondë. Drita përshkon distancën nga Toka në Diell për 8 minuta. Do të duhen më shumë se 5 orë që një rreze drite të arrijë kufirin e sistemit diellor. Por duhen më shumë se 4 vjet që një rreze drite të udhëtojë drejt yllit më të afërt - Proxima Centauri. Do të duhen 75 mijë vjet që një rreze drite të arrijë në qendër të galaktikës sonë. Një rreze drite do t'i duhen 40 miliardë vjet për të kaluar Universin tonë.

Ne jetojmë në planetin tokë. Planeti ynë është një pjesë shumë e vogël e sistemit diellor, i cili përfshin yllin e parë - Diellin, 9 planetë të mëdhenj, dhjetëra satelitë planetarë, miliona kometa dhe asteroide dhe shumë trupa të tjerë më të vegjël materialë. Sistemi ynë diellor ndodhet në periferi të Galaktikës, një sistem i madh yjor që përfshin 10 miliardë yje si Dielli. Ka mijëra galaktika të tilla në Univers

miliardë Kjo është bota në të cilën jetojmë. Tani që i kemi prezantuar të gjitha këto, është koha për të vendosur detyrën e parë.

Kështu që. Duhet të arrijmë te sistemi më i afërt i yjeve - sistemi Alpha Centauri. Ky sistem përfshin 3 yje: Alpha Centauri A - një yll i ngjashëm me Diellin tonë, Alpha Centauri B dhe Proxima Centauri - yje të vegjël të kuq. Ka shumë mundësi që ky sistem të përfshijë edhe planetë. Distanca me të është 4.3 vite dritë. Nëse do të mund të udhëtonim me shpejtësinë e dritës, do të na duheshin gati 9 vjet për të udhëtuar atje dhe mbrapa. Por ne nuk mund të lëvizim me shpejtësinë e dritës. Aktualisht kemi në dispozicion vetëm raketa kimike, shpejtësia maksimale e arritur e tyre është 20 km/sek. Me këtë shpejtësi, do të duheshin më shumë se 70 mijë vjet për të arritur në Alpha Centauri. Ne disponojmë raketa elektrike dhe motorë termikë bërthamorë. Sidoqoftë, të parët, për shkak të shtytjes së ulët, nuk mund të përshpejtojnë peshën e tyre në shpejtësi të përshtatshme, dhe të dytët, përafërsisht, janë vetëm dy herë më të mira se ato kimike. Shkrimtarëve të trillimeve shkencore u pëlqen t'i dërgojnë heronjtë e tyre te yjet me foton, ose më saktë, me raketa asgjësimi. Motorët e asgjësimit teorikisht mund të përshpejtojnë një raketë në shpejtësi shumë afër shpejtësisë së dritës në vetëm një vit. Por, për të krijuar sisteme shtytëse të asgjësimit, nevojitet një sasi e madhe e antimateries, dhe mënyra për ta marrë atë është plotësisht e panjohur. Për më tepër, dizajni i një motori të tillë është plotësisht i paqartë. Por ne kemi nevojë për një motor të vërtetë. Kështu që ne të dimë se si ta bëjmë atë dhe të fillojmë të punojmë për ta krijuar atë tani. Përndryshe, nëse presim derisa të gjejnë parime që aktualisht janë të panjohura, mund të mbetemi pa asgjë. Për fat të mirë, ekziston një motor i tillë. Vërtetë, deri më tani vetëm në letër, por nëse ju dhe unë dëshirojmë, mund ta krijojmë atë në metal. Ky është një motor rakete termonukleare pulsuese. Le ta njohim më në detaje. Në këtë motor, pjesë të vogla të karburantit termonuklear digjen me frekuencë të lartë. Në këtë rast, lëshohet energji shumë e madhe, produktet e reagimit - grimcat elementare - shpërndahen me shpejtësi të madhe dhe e shtyjnë raketën përpara. Le të ndalemi në problemet kryesore që lidhen me krijimin e një motori të tillë dhe mënyrat për t'i zgjidhur ato.

Problemi numër një është problemi i zjarrvënieve. Është e nevojshme të vihet zjarri, domethënë të fillohet një reaksion termonuklear në një tabletë të vogël, jo më shumë se 10 miligramë në peshë, karburant termonuklear. Një tabletë e tillë zakonisht quhet objektiv. Në mënyrë që reagimi të vazhdojë mjaftueshëm intensivisht, temperatura e objektivit duhet të arrijë qindra miliona gradë. Për më tepër, në mënyrë që pjesa më e madhe e objektivit të reagojë, kjo ngrohje duhet të kryhet në një kohë shumë të shkurtër. /Nëse e ngrohim ngadalë, objektivi do të ketë kohë të avullojë pa u djegur./ Llogaritjet dhe eksperimentet tregojnë se energjia prej një milion xhaulesh duhet të investohet në objektiv në një kohë prej një miliarda të sekondës. Fuqia e një impulsi të tillë është e barabartë me fuqinë e 200 mijë hidrocentraleve Krasnoyarsk. Por konsumi i energjisë nuk do të jetë aq i madh - 100 mijë kilovat, nëse shpërthejmë 100 objektiva në sekondë. Zgjidhja e parë për problemin e zjarrvënieve u gjet nga fizikani i famshëm sovjetik Basov. Ai propozoi vënien e zjarrit ndaj objektivave me një rreze lazer, në të cilën fuqia e kërkuar në të vërtetë mund të përqendrohej. Në këtë zonë po punohet intensivisht dhe në të ardhmen e afërt do të lançohen termocentralet e para termonukleare që funksionojnë mbi këtë parim. Ka mundësi të tjera për zgjidhjen e këtij problemi, por ato ende nuk janë hulumtuar shumë.

Problemi numër dy është problemi i dhomës së djegies. Kur objektivat tanë digjen, do të formohen një numër i madh grimcash elementare që mbartin energji të lartë dhe rrezatim të fuqishëm elektromagnetik, dhe e gjithë kjo do të shpërndahet në të gjitha drejtimet. Dhe ne duhet të drejtojmë sa më shumë produkte reagimi në një drejtim - kundër lëvizjes së raketës sonë - vetëm në këtë rast raketa do të jetë në gjendje të fitojë shpejtësi. Ne mund ta zgjidhim këtë problem vetëm me ndihmën e një fushe magnetike. Një fushë magnetike me një forcë të caktuar mund të ndryshojë trajektoret e produkteve të reaksionit dhe t'i drejtojë ato në drejtimin e dëshiruar. Ne mund të krijojmë një fushë të tillë.

Problemi numër tre është problemi i radiatorëve. Rrezatimi elektromagnetik nuk mund të kontrollohet nga një fushë magnetike. Ky rrezatim absorbohet nga elementët strukturorë të motorit dhe shndërrohet në nxehtësi, e cila duhet të lëshohet në hapësirë. Heqja e nxehtësisë së tepërt zakonisht kryhet duke përdorur radiatorë - pllaka të mëdha të holla të përbëra nga tuba nxehtësie - pajisje të thjeshta që lejojnë transferimin e nxehtësisë në distanca të gjata. Megjithatë, për kushtet tona, masa e një sistemi të tillë rezulton të jetë tepër e madhe.

Edhe këtu u gjet një zgjidhje. Është propozuar që të përdoren rrjedha të grimcave të vogla të ngurta ose pika të lëngshme të ngrohura në një temperaturë të lartë për të çliruar nxehtësinë. Pajisjet e tilla janë të reja, por mjaft të realizueshme.

Gjatë projektimit të motorit tonë, do të lindin shumë probleme të tjera, por të gjitha ato janë të zgjidhshme dhe, çka është e rëndësishme, të zgjidhshme në nivelin aktual të zhvillimit të shkencës dhe teknologjisë.

Le të imagjinojmë motorin në tërësi. Ai bazohet në një dhomë djegieje - një kon të cunguar, me madhësi disa dhjetëra metra. Në boshtin e këtij koni, shpërthimet termonukleare ndodhin 100 herë në sekondë, secila me një forcë prej disa tonësh TNT. Rryma e avionit rrjedh nga baza e gjerë e konit. Ky kon formohet nga dy unaza solenoidesh. Nuk ka mure. Brenda konit ka një fushë të fortë magnetike. Solenoidi i sipërm përmban një sistem ndezjeje lazer, një sistem për furnizimin e objektivave në dhomën e djegies dhe një sistem për zgjedhjen e energjisë elektrike të nevojshme për të fuqizuar instalimin lazer. /Për këtë qëllim hiqet një pjesë e energjisë së shpërthimeve./ Rrjedhat e lëngshme rrjedhin përgjatë gjeneratave anësore të konit - ky është një radiator. Për të siguruar shtytjen e nevojshme, do të na duhet të instalojmë rreth 200 motorë të tillë në raketën tonë.

Ne bëmë sistemin e lëvizjes. Tani le të flasim për ngarkesën. Pajisja jonë do të jetë me njerëz. Prandaj, pjesa kryesore do të jetë ndarja e banueshme. Mund të bëhet në formën e një trap. "Tranga" do të jetë dy deri në treqind metra. Ai do të rrotullohet rreth boshtit të tij tërthor për të krijuar gravitet artificial. Ai do të jetë i rrethuar nga të gjitha anët me karburant termonuklear, i cili do të mbrojë ekuipazhin nga rrezatimi kozmik. Përveç ndarjes së banueshme, ngarkesa do të përfshijë një sistem furnizimi me energji elektrike, një sistem komunikimi dhe sisteme ndihmëse.

Siç mund ta shihni, nuk ka asgjë të pamundur në ndërtimin e një anije kozmike ndëryjore, vetëm shumë kompleksitet. Të gjitha problemet janë të kapërcyeshme. Tani do t'ju prezantoj me karakteristikat e anijes të marra si rezultat i projektimit paraprak.

Pesha në fillim		milion ton
Pesha e motorit		mijë ton
Pesha e ngarkesës		mijë ton
Shpejtesi maksimale		shpejtësia e dritës
Koha e fluturimit		vjet
Ekuipazhi	1000	Njerëzore

Një anije e tillë do të na lejojë të fluturojmë në sistemin Alpha Centauri.

Ju lutemi kushtojini vëmendje - thjesht fluturoni. Ai nuk do të mund të kthehet. Është e lehtë të llogaritet se, duke ruajtur të njëjtin dizajn, që të mund të kthehet, anija jonë në fillim duhet të peshojë 8 miliardë tonë. Kjo i tejkalon qartë aftësitë tona. Dhe pse të ktheheni? Ne mund të transmetojmë të gjitha informacionet e reja - dhe shumë të mëdha, duhet theksuar - me radio. Dhe do të na duhet të qëndrojmë në sistemin Alpha Centauri, të zbresim në planet dhe të fillojmë t'i eksplorojmë ato.

Si do ta bëjmë këtë? A ekziston një mundësi e tillë? Po, kam. Ne lëshojmë, të themi, njëqind anije nga sistemi diellor. Njëqind mijë vullnetarë. Në 60 vjet, ata, fëmijët dhe nipërit e tyre do të arrijnë në sistemin Alpha Centauri dhe do të hyjnë në orbitë rreth planetit më të përshtatshëm për eksplorim. Pas zbulimit, njerëzit do të fillojnë të ribëjnë të gjithë planetin, sepse nuk ka gjasa të rezultojë të jetë një kopje e Tokës sonë. Nëse është shumë e nxehtë, mund ta mbyllni nga ylli me një ekran pluhuri. Nëse është shumë ftohtë, ne mund të drejtojmë energji shtesë në të duke përdorur pasqyra të mëdha dhe shumë të lehta, ne mund t'i bëjmë këto. Mund të ndryshojmë edhe atmosferën. Për shembull, siç propozoi të bënte Carl Sagan, i njëjti që kohët e fundit i dërgoi një letër K.U. Chernenko, në të cilën ai shprehu shqetësimin e tij për planet për militarizimin e hapësirës së jashtme. Përgjigja e Chernenkos u botua atëherë në të gjitha gazetat./ - ai propozoi hedhjen e mikroorganizmave të zgjedhur posaçërisht në atmosferën e një planeti tjetër që do të thithte dioksidin e karbonit dhe do të lëshonte oksigjen. Ne, në parim, mund të krijojmë gjithashtu mekanizma artificialë që janë të aftë të riprodhohen / shumohen / dhe mund të rindërtojnë shpejt atmosferën dhe shtresën sipërfaqësore të çdo planeti. Asnjë nga këto nuk është e lehtë, por është e mundur. Kur të mësohemi pak a shumë me sistemin e ri, mund të bëjmë hapin tjetër - të nisim një skuadron të ri anijesh në një sistem të ri yjor, me të njëjtat qëllime.

Dhe kështu me radhë. Dhe tani - gjëja më e rëndësishme. Kulmi. Duke vepruar në këtë mënyrë, ne mund të zotërojmë të gjithë Galaxy tonë në SHTATË MILION VITE. Shtatë milionë vjet në shkallën e Universit është një periudhë e parëndësishme. Dhe në shtatë milionë vjet, jo më shumë, e gjithë galaktika jonë, ky sistem i madh me miliarda sisteme planetare, do të bëhet shtëpia e madhe e Njerëzimit. Ky është një objektiv për të cilin ia vlen të punosh. Sigurisht, këtu ka më shumë probleme të llojeve të ndryshme se sa zgjidhje. Por, e përsëris, të gjitha mund të zgjidhen. Dhe nuk kam dyshim se do të lejohen.

E vetmja gjë që mund ta ndalë njerëzimin në rrugën e tij yjore është lufta bërthamore. Të njëjtat mjete që lejojnë njerëzimin të arrijë yjet mund ta shkatërrojnë atë që në fillim të udhëtimit të tij. Sigurisht, nuk kam nevojë t'ju shqetësoj për paqe. Por unë do t'i lejoj vetes t'ju kujtoj se tani një luftë aktive për të ardhmen paqësore të njerëzimit është e vetmja gjë që mund të shpëtojë jo vetëm jetën tonë, por edhe të ardhmen e gjerë të Njerëzimit tonë.

A është e mundur të fluturosh drejt një ylli? Epo, të paktën më i afërti?

Zhvillimi i shkencës dhe teknologjisë i ngjan një valë. Jo ne te vertete. Përsëri po, dhe përsëri jo. Por në fund ende Po!

A është e mundur të fluturosh drejt yjeve?

Të paktën në atë më të afërt?

JO E PAMUNDUR. Kurrë! Duhen miliarda e miliarda ton karburant. Dhe vetëm një sasi e paimagjinueshme karburanti për të dërguar të gjitha këto në orbitë. E pamundur.

PO MUNDET. Nevojitet vetëm 17 gram antimateries.

JO E PAMUNDUR. 17 gram antimaterie vlejnë 170 trilion dollarë!

PO MUNDET. Çmimi i antimateries po bie gjatë gjithë kohës. Në vitin 2006, sipas NASA-s, 1 gram tashmë vlen 25 miliardë dollarë.

JO E PAMUNDUR. Edhe nëse prodhoni 100 gram antimaterie dhe mësoni ta ruani për vite dhe jo 1000 sekonda si tani. Nuk ka rëndësi. 17 gram antimateries janë afërsisht 22 bombat atomike që u hodhën në Hiroshima. Askush nuk do t'ju lejojë të merrni rreziqe të tilla gjatë nisjes. Në fund të fundit, një kurth për antimaterinë, sado e besueshme të jetë në vetvete, kur të shkatërrohet, antimateria do të ndërveprojë me materien. Dhe tragjedia nuk mund të shmanget.

PO ËSHTË E MUNDSHME. NASA, megjithëse në institutin "më të çmendur", porositi një koleksionist antimateries http://www.membrana.ru/particle/2946. Në fund të fundit, antimateria ekziston në Universin Diellor. Dhe motorët e llogaritur janë të aftë të arrijnë shpejtësi prej 70% të shpejtësisë së dritës http://ria.ru/science/20120515/649749893.html. Pra, fluturimi drejt yjeve po kalon ngadalë nga duart e shkencës themelore në duart e shkencës së aplikuar.

Dua të nënvizoj një pikë të anashkaluar. Shumë njerëz thonë se si të arrijmë atje? Çfarë lloj karburanti nevojitet për të fluturuar në një yll në një kohë të caktuar? (për shembull, në α - Centauri, distanca është afërsisht 4,365 vjet dritë).

Do të përpiqem t'u përgjigjem këtyre pyetjeve nga këndvështrimi im. Si për të arritur atje? Mund të them se anija yje më e përshtatshme për momentin është planeti ynë Tokë. Në Tokë ka gjithçka që i nevojitet një personi dhe botës përreth për të mbijetuar në një ekspeditë yjore. Çfarë lloj karburanti nevojitet për të fluturuar në një yll në një kohë të caktuar?

Përgjigja ime do të ishte e tillë. Karburanti për anijen yll do të jetë energjia diellore dhe nxehtësia. Dielli është burimi më i fuqishëm dhe më i qëndrueshëm i energjisë në një kohë të caktuar. Ndërsa Dielli po digjet dhe po siguron rreze të ngrohta në Tokën tonë, anija jonë yje vazhdon të lërojë nëpër hapësirë, e udhëhequr nga Dielli.

Bëra llogaritjet e përafërta të ekspeditës sonë hapësinore. Sa kohë do të fluturojmë në anijen tonë yll para se të mbarojë karburanti diellor? Diellit i kanë mbetur rreth 4.57 miliardë vjet për të djegur. Gjatë kësaj kohe, ne do të fluturojmë në Tokë rreth 18 orbita rreth qendrës së galaktikës sonë Rruga e Qumështit. Distanca e përshkuar rreth qendrës së galaktikave, duke marrë parasysh jetëgjatësinë e Diellit dhe shpejtësinë e rrotullimit të Diellit rreth qendrës së galaktikës, është afërsisht 220 km/s. Rruga jonë e ekspeditës yjore do të jetë 3,17·10^19 km = 3,3514·10^6 vite dritë. Gjatë ekspeditës sonë hapësinore, anija yje (planeti Tokë) do të kishte arritur në galaktikën M31 afër nesh (mjegullnaja Andromeda). Ne dhe Toka jonë fluturojmë 19,008,000 km çdo ditë. Gjatë gjithë jetës sonë ne kemi udhëtuar nëpër hapësirën e jashtme me anijen tonë të quajtur Tokë...

Faleminderit!!!

Nuk punon. Distancat ndëryjore, siç ishin, do të jenë, pavarësisht se ne do të jemi tashmë në galaktikën Andromeda. Në fund të fundit, ato do të ndryshojnë pak në atë komponent të Galaxy në të cilin jetojmë tani. Por gjëja më e rëndësishme këtu është se në 4.5 miliardë vjet, ne do të shpresojmë të fluturojmë në fundjavë për të admiruar kuazarët. Dhe në parim nuk do të kemi më nevojë për këtë

Nikolai! Përgjigja juaj në thelb përkon me propozimin e Folkos. Ne ulemi në Tokë dhe udhëtojmë rreth galaktikës me të. Sidoqoftë, për mendimin tim, ky opsion është disi i pamatur. Së pari, duke lëvizur së bashku me Diellin nëpër galaktikë, ne nuk kemi shumë mundësi për t'u afruar me yjet e tjerë. Kjo do të thotë se ne nuk do të jemi në gjendje t'i studiojmë ato nga afër. Nëse lind një shans i tillë, atëherë do të kemi një kohë shumë të vështirë. Është më mirë ta mbani shtëpinë tuaj larg yjeve të tjerë.

Në këtë drejtim, bëhet e qartë se qëndrimi në shtëpi, si të thuash, "për të fituar një terren më të mirë" në sistemin tonë diellor, nuk është strategjia më e mirë. Pak mund të ndodhë me Tokën tonë. Pra, është më mirë të shqetësoheni për gjetjen e një vendi të ri për të jetuar paraprakisht, për çdo rast. Sigurisht, unë i kuptoj astronomët se është më mirë të ulesh pranë një teleskopi dhe të ndërtosh modele bazuar në të dhëna shumë indirekte. Sidoqoftë, kjo rrugë, për ta thënë më butë, nuk është shumë informuese. Është më mirë të marrësh informacione për objekte të tjera jashtë sistemit diellor direkt në vend. Jam i sigurt se do të mund të shihni mjaft "mrekulli" që nuk do t'i shihni kurrë nga Toka. Është në këtë drejtim që ekspeditat amerikane në Hënë janë kryesisht të dyshimta. Ata nuk zbuluan praktikisht asgjë të re. Kjo më bën të dyshoj.

Viktor Mikhailovich, në fakt, kisha parasysh diçka pak më ndryshe. Unë besoj se së pari duhet të ndiheni rehat brenda sistemit diellor. Paralelisht me këtë, mendoj se njerëzimi do të arrijë në ide fizike dhe më pas teknike që do të na ndihmojnë të realizojmë kryqëzimin e distancave ndëryjore brenda një harku kohor të arsyeshëm. Ato. Besoj se çdo gjë ka kohën e vet.

Dhe sa i përket planit për një paletë rezervë për jetën, janë Marsi dhe Venusi dhe satelitët e planetëve gjigantë, Merkuri është gjithashtu i përshtatshëm.

Seryozha! Sa për çdo gjë, ka një kohë për gjithçka - nuk është ajo për të cilën bëhet fjalë. Derisa të kemi shpikur një mënyrë për të udhëtuar në hapësirë ​​ose në ndonjë mënyrë tjetër me shpejtësi afër ose më të madhe se shpejtësia e dritës, ne jemi duke e banuar Sistemin Diellor sa më mirë që mundemi. Por sapo të shfaqet një mënyrë për të fluturuar drejt yjeve, të paktën ato më të afërt, do të ketë menjëherë entuziastë për ta bërë atë. Pra, "Ne po presim deri në yllin e parë ..." Nikolai propozon të fluturojë me inerci në vetë Tokën. Këtu jemi dakord. Pra, ne nuk do të fluturojmë për asgjë, dhe nëse fluturojmë, do të ishte më mirë të mos fluturonim.

Sa për Marsin, Venusin apo Mërkurin, nuk e kuptoj. Ne nuk do të mund të jetojmë atje, as në Mars. Marsi duhet të jetë ende në gjendje të kthehet në një planet të banueshëm. Dhe për Venusin dhe Mërkurin - është vërtet keq këtu. Nëse mësojmë të terrorformojmë planetët, atëherë mendoj se do të jemi në gjendje të fluturojmë drejt yjeve të tjerë. Këto detyra tani duket se janë të një kompleksiteti të krahasueshëm.

Për të fluturuar në ndonjë yll duhen 5 vjet, ndërsa në tokë do të duhen 50-100 vjet. Kohët kur njerëzit, si Bykovi nga epopeja e Strugatskit, ishin gati të bënin një gjë të tillë, kanë ikur (ndoshta). Por të fluturosh në atë mënyrë që të arrish atje në kohë, por më pas të kthehesh në botën e njohur është më e lehtë. Për më tepër, ju duhet të fluturoni atje ku ka planetë, mundësisht në zonën e gjelbër dhe mundësisht ato prej guri, do të ishte mirë me një atmosferë oksigjeni. Dhe nuk është fakt që ka njerëz të tillë brenda një rrezeje prej 30 copë. Ka thjesht pak kuptim të fluturosh vetëm për hir të arritjes atje. Nga kjo do të arrini pak rezultate shkencore, gjithçka që misioni atje mëson për yllin pas kohës gjatë së cilës misioni fluturon atje dhe sinjali vjen prej andej, këto të dhëna do të bëhen të vjetruara.

Sa i përket Merkurit, mund të jetoni atje në rajonet polare, ka mjaft zona ku ka ujë dhe temperatura relativisht të ulëta. Venusi është balona ose diçka e ngjashme. Marsi - ndërtimi i qyteteve me kube në zonat polare, pse jo? Unë besoj se teknologjia për ndërtimin e objekteve të mëdha të banimit të brendshëm do të arrijë një nivel në 50-100 vitet e ardhshme ku do të jetë e mundur të përballohet kjo.

Seryozha! E kuptoj që po debatoni në kuadrin e fizikës së njohur sot. Nëse mbështeteni në SRT, atëherë do të jetë ashtu siç thoni ju. Fluturimi për 5 vjet në kohën tuaj do të jetë dhjetëra e qindra vjet në sistemin e Tokës, në varësi të afërsisë suaj me shpejtësinë e dritës. Sidoqoftë, SRT ka shumë të ngjarë të mos jetë një teori e përgjithshme. Nëse ka dimensione shtesë, atëherë shpejtësia e dritës do të ketë statusin e një lloji të shpejtësisë së zërit në hidrodinamikë. Prandaj, mendoj se duhet ta shikojmë problemin më gjerësisht, veçanërisht pasi dëshmitë e pranisë së dimensioneve shtesë, megjithëse nuk janë marrë ende drejtpërdrejt, po bëhen një aspekt gjithnjë e më i rëndësishëm i të gjitha kërkimeve në fizikë. Ne duhet të punojmë në këtë drejtim.

Nëse arrini të kapërceni pragun e shpejtësisë së dritës, atëherë kufiri tjetër i shpejtësisë mund të jetë shumë përtej tij. Kjo do të thotë se është e mundur të arrish në yjet më të afërt në orë dhe minuta. Dhe kjo është një situatë tjetër. Ndërkohë, sigurisht, jemi të kufizuar në ndërtimin e modeleve të fluturimit drejt yjeve më të afërt.

Sa i përket Merkurit, njerëzimi në tërësi nuk do të jetojë atje. Dhe ka pak ujë, dhe hapësira është shumë e kufizuar, dhe përveç temperaturës, ka edhe rrezatim gjigant. Ju gjithashtu mund të jetoni në retë e squfurit të Venusit, vetëm nëse merrni gjithçka që ju nevojitet nga diku. Por nëse nuk ka Tokë, atëherë nuk do të ketë nga ku ta merrni atë. Është e njëjta gjë me Marsin. Tre probleme kudo përveç Tokës (për momentin!) - oksigjen, ujë, rrezatim.

Është edhe më interesante të ndërtosh një anije me një motor antimateries. Meqenëse karakteristikat e llogaritura nuk ndërhyjnë në krijimin e një motori me një shpejtësi prej 70% të shpejtësisë së dritës, dhe me këtë shpejtësi është e mundur të studiohen paradokset e kohës dhe hapësirës në praktikë. Por a mjafton 70% për të manifestuar ligjet e thella të fizikës?

Është edhe më interesante të ndërtosh një anije me një motor antimateries.

Nuk ka asnjë motor të tillë as në projekt. Por edhe nëse ka pasur, si ta provoni nëse nuk ka karburant. Dhe spekulimet e disa fizikanëve se antimateria mund të merret në gram janë vetëm spekulime. Asnjë problem i vetëm nuk është zgjidhur teknikisht në lidhje me krijimin, mirëmbajtjen dhe përdorimin e tij.

Më lejoni t'ju kujtoj se problemi shumë më i thjeshtë i krijimit të energjisë bërthamore kërkon ende kosto të mëdha. Është krijuar një motor rakete bërthamore, por në formën e një stende dhe nuk ka fluturuar kurrë. Më i vështirë se instalimet bërthamore, por ende shumë më i lehtë, problemi i kufizimit të plazmës konvencionale me temperaturë të lartë sesa problemi i kufizimit të antimateries nuk është zgjidhur. Kësaj i shtohet një mori problemesh të pazgjidhura që lidhen me lëvizjen me një shpejtësi afër shpejtësisë së dritës në një hapësirë ​​të mbushur me grimca dhe pluhur të ndryshëm. Pra, ndërtimi i një anijeje të tillë është një projekt i pashpresë. Problemi duhet të zgjidhet në një mënyrë rrënjësisht të ndryshme.

Gjeta informacione se Skolkovo pranoi një aplikim për një "makinë me lëvizje të përhershme". Epo, në rregull, ata do ta quajnë atë "Instalimi i Marrjes së Energjisë Vakum". Por jo - "makinë e lëvizjes së përhershme". http://lenta.ru/news/2012/10/22/inf/ Pra, në të vërtetë, jo gjithçka që thonë fizikanët individualë është informacion i bazuar shkencërisht.

Vetë ideja e nanoanijeve është interesante. Por ka një problem të pakapërcyeshëm me motorët. Për shembull, një raketë që lëshohet nga orbita e Tokës në Mars duke përdorur lëndë djegëse kimike, edhe pa ngarkesë, nuk mund të jetë e vogël. Dhe motorët e tjerë gjithashtu nuk janë të përshtatshëm. Sipas madhësisë. Gjithë kuptimi është i humbur. Antimateria është pretenduesi i vetëm në këtë rast.

Nëse ndërtojmë një zinxhir të kolektorëve të antimateries - ruajtjes së tij - anijeve nanohapësirë, atëherë eksplorimi i Hapësirës Afër do të vazhdonte me një ritëm të ndryshëm. Por mesa duket kjo është vetëm një ide interesante.

Këto paradokse mund të studiohen në përshpejtuesit me bazë tokësore, duke përfshirë LHC, me shpejtësi prej 0,999999 shpejtësia e dritës. Kjo temë ka të bëjë me fizibiliteti i fluturimeve hapësinore me shpejtësi të tilla. Siç tha tashmë Folko, një çështje e rëndësishme do të jetë transferimi i informacionit të marrë kërkimor në Tokë. Për një nanoanije me nanoantenën dhe nanoenergjitë e saj, transmetimi i radios nuk ka gjasa të jetë efektiv. Një mënyrë tjetër është dërgimi i një kapsule me informacion në Tokë me një shpejtësi 0,7 herë më të madhe se shpejtësia e dritës, por kjo do të zgjasë edhe më shumë.

Sol shkruan:

studio... me shpejtësi 0,999999 shpejtësinë e dritës.

Një këndvështrim tjetër duket i arsyeshëm dhe optimist:

shkruan zhvictorm:

Mirupafshim ne nuk është shpikur mënyra e udhëtimit në hapësirë ​​ose disi tjetër me shpejtësi... më të mëdha se shpejtësia e dritës. Por sapo të ketë një mënyrë fluturoj drejt yjeve...

Ivan shkruan:

Nëse vetëm shpejtësi të tilla janë të disponueshme për qytetërimin tokësor, ose aq më tepër 70% e shpejtësisë së dritës, atëherë mund të flitet vërtet vetëm për fizibiliteti i fluturimeve në hapësirë.

Po. Më saktësisht, në një situatë të tillë ata përgjithësisht të papërshtatshme(distanca të gjata). Duhet gjetur ide të reja fizike, duke shpjeguar strukturën e hapësirë-kohës në një nivel më të thellë, dhe për rrjedhojë mundësinë e anashkalimit të kufizimit që lidhet me shpejtësinë e dritës.

Në përgjithësi, ideja nanoanijet hapësinore- interesante!

Për të studiuar dhe mundësisht të populluar hapësirën rreth yllit më të afërt, nuk do të dëmtojë si një shpejtësi prej 70% të shpejtësisë së dritës ashtu edhe përdorimi i një burimi natyror në formën e karburantit.

Nuk do të dëmtojë të ndërhyjë, por ku mund t'i marr ato? Jo vetëm që nuk dimë ende se si të arrijmë 70% të shpejtësisë së dritës, por nuk dimë as si të kryejmë navigim aktiv në sistemin diellor me shpejtësi 10-20 km/s.

Kjo është pikërisht ajo që ka të bëjë me karburantin. Antimateria është ende një fantazi e pastër, veçanërisht kostoja e kësaj substance e shprehur në dollarë. Ajo që ata mund të bëjnë tani janë ndoshta disa qindra atome antihelium dhe kjo është e gjitha. Për më tepër, ato ekzistojnë për fraksione shumë të vogla të sekondës. Pra, gjithçka është ende fantazi. Unë mendoj se ne do të duhet të arrijmë te yjet në mënyra krejtësisht të ndryshme, për të cilat ende nuk dimë asgjë.

Sigurisht, projekte deri tani i ngjajnë më shumë nivelit as të K.E. Tsiolkovsky dhe N.I. Kibalçiç. Megjithatë, unë nuk shoh ndonjë pengesë themelore, thelbësore për të punuar më tej në këtë fushë. Për më tepër, këtë po them nga THEMELORE shkenca antimateria kalon pa probleme në APLIKUAR. Dhe, duke marrë parasysh koston e fizikës moderne eksperimentale, aq më shumë PRAKTIKE aplikimet do të kenë antimateries aq më mirë për eksplorimin e hapësirës. Sigurisht, llogaritet shifra prej 70% e shpejtësisë së dritës. Por vetë llogaritjet bazohen në nivelin aktual të njohurive.

Sa i përket mendimeve të Prokofiev E.P. atëherë propozimet e tij për kombinimin e nanoteknologjive dhe teknologjive antimateries duken veçanërisht interesante dhe premtuese. Krijimi i nanoanijeve me motorë antimateries. Pastaj, sasia aktuale e antimateries do të fluturojë në Uran mjaft shpejt. Duke qenë se është anëtar i Nanosociety-it, me siguri e di se për çfarë po flet.

Folko shkruan:

Pse duhet të fluturojmë drejt yjeve? Më duket se është shumë më e rëndësishme të fitosh një terren këtu në "robërinë" e Diellit.

Kjo është një pyetje për një person që është i mençur në jetë, i arsyeshëm dhe racional. A mendoni se themeluesi i Universitetit Shtetëror të Moskës është pashpresë i vjetëruar?

“U hap humnera plot yje! Yjet nuk kanë numër, fundi i humnerës!” M.V. Lomonosov.

Sigurisht, Moska ofron perspektiva serioze, por ka një fshat të tillë provincial Veshkaima V Rajoni i Ulyanovsk. Në këtë vend të mrekullueshëm jetonte një djalë ëndërrimtar, i cili bënte një teleskop të bërë vetë dhe shikonte yjet e largët me frikë shpirtërore. Mësuesit dhe prindërit u përpoqën të ndalonin vëzhgimet astronomike gjatë natës; shokët e klasës nuk e kuptonin, por të gjithë ndjenin vendosmërinë e jashtëzakonshme të këtij djali dhe ... ishin krenarë, duke thënë se një "eksentrik" i tillë jetonte pranë tyre.

Një muzikant aspirues erdhi te kompozitori i famshëm me fjalët: "Unë dua të mësoj të luaj si ju". Maestro habitet: "Ashtu si unë? Në moshën tuaj, unë ëndërroja të krijoja muzikë hyjnore dhe të luaja si Zoti ... dhe arrita kaq pak. Çfarë do të bëhesh me ty nëse i vendos vetes një qëllim kaq të zakonshëm?"

> > Sa kohë do të duhet për të udhëtuar drejt yllit më të afërt?

Zbulojeni, sa kohë të fluturojë në yllin më të afërt: ylli më i afërt me Tokën pas Diellit, distanca nga Proxima Centauri, përshkrimi i lëshimeve, teknologjitë e reja.

Njerëzimi modern shpenzon përpjekje për të eksploruar sistemin e tij diellor vendas. Por a mund të shkojmë në zbulim te një yll fqinj? Dhe sa shumë Sa kohë do të duhet për të udhëtuar drejt yllit më të afërt?? Kjo mund të përgjigjet shumë thjesht, ose mund të futeni më thellë në fushën e fantashkencës.

Duke folur nga perspektiva e teknologjisë së sotme, numrat realë do të trembin entuziastët dhe ëndërrimtarët. Të mos harrojmë se distancat në hapësirë ​​janë tepër të mëdha dhe burimet tona janë ende të kufizuara.

Ylli më i afërt me planetin Tokë është . Ky është përfaqësuesi i mesëm i sekuencës kryesore. Por ka shumë fqinjë të përqendruar rreth nesh, kështu që tani është e mundur të krijohet një hartë e tërë rrugësh. Por sa kohë duhet për të arritur atje?

Cili yll është më i afërti

Ylli më i afërt me Tokën është Proxima Centauri, kështu që tani për tani duhet t'i bazoni llogaritjet tuaja në karakteristikat e tij. Është pjesë e sistemit të trefishtë Alpha Centauri dhe është larg nesh në një distancë prej 4,24 vite dritë. Është një xhuxh i kuq i izoluar që ndodhet 0,13 vite dritë nga ylli binar.

Sapo shfaqet tema e udhëtimit ndëryjor, të gjithë mendojnë menjëherë për shpejtësinë e deformimit dhe kërcimin në vrimat e krimbave. Por të gjitha janë ose të paarritshme ose absolutisht të pamundura. Fatkeqësisht, çdo mision në distanca të gjata do të marrë më shumë se një brez. Le të fillojmë analizën me metodat më të ngadalta.

Sa kohë do të duhet për të udhëtuar te ylli më i afërt sot?

Është e lehtë për të bërë llogaritjet bazuar në pajisjet ekzistuese dhe kufijtë e sistemit tonë. Për shembull, misioni New Horizons përdori 16 motorë që punonin me monopropelant hidrazin. U deshën 8 orë 35 minuta për të arritur. Por misioni SMART-1 bazohej në motorë jonikë dhe iu deshën 13 muaj e dy javë për të arritur në satelitin e tokës.

Kjo do të thotë se ne kemi disa opsione automjetesh. Përveç kësaj, mund të përdoret si një llastiqe gjigante gravitacionale. Por nëse planifikojmë të udhëtojmë kaq larg, duhet të kontrollojmë të gjitha opsionet e mundshme.

Tani ne po flasim jo vetëm për teknologjitë ekzistuese, por edhe për ato që në teori mund të krijohen. Disa prej tyre tashmë janë testuar në misione, ndërsa të tjerat janë vetëm në formën e vizatimeve.

Forca jonike

Kjo është metoda më e ngadaltë, por ekonomike. Vetëm disa dekada më parë, motori jonik u konsiderua fantastik. Por tani përdoret në shumë pajisje. Për shembull, misioni SMART-1 arriti në Hënë me ndihmën e tij. Në këtë rast është përdorur opsioni me panele diellore. Kështu, ai shpenzoi vetëm 82 kg karburant ksenon. Këtu fitojmë në efikasitet, por definitivisht jo në shpejtësi.

Për herë të parë, motori jonik u përdor për Deep Space 1, duke fluturuar në (1998). Pajisja përdori të njëjtin lloj motori si SMART-1, duke përdorur vetëm 81.5 kg shtytës. Gjatë 20 muajve të udhëtimit, ai arriti të përshpejtojë në 56,000 km/h.

Lloji i joneve konsiderohet shumë më ekonomik se teknologjia e raketave, sepse shtytja për njësi të masës së eksplozivit është shumë më e lartë. Por duhet shumë kohë për të shpejtuar. Nëse do të planifikoheshin të përdoreshin për të udhëtuar nga Toka në Proxima Centauri, do të nevojitej shumë karburant raketash. Edhe pse mund të merrni si bazë treguesit e mëparshëm. Pra, nëse pajisja lëviz me një shpejtësi prej 56,000 km/h, atëherë ajo do të mbulojë një distancë prej 4,24 vite dritë në 2,700 breza njerëzor. Pra, nuk ka gjasa të përdoret për një mision fluturimi të drejtuar.

Sigurisht, nëse e mbushni me një sasi të madhe karburanti, mund të rrisni shpejtësinë. Por koha e mbërritjes do të marrë ende një jetë standarde njerëzore.

Ndihmë nga graviteti

Kjo është një metodë popullore pasi ju lejon të përdorni orbitën dhe gravitetin planetar për të ndryshuar rrugën dhe shpejtësinë. Shpesh përdoret për të udhëtuar drejt gjigantëve të gazit për të rritur shpejtësinë. Mariner 10 e provoi këtë për herë të parë. Ai u mbështet në gravitetin e Venusit për të arritur (shkurt 1974). Në vitet 1980, Voyager 1 përdori hënat e Saturnit dhe Jupiterit për të përshpejtuar në 60,000 km/h dhe për të hyrë në hapësirën ndëryjore.

Por mbajtësi i rekordit për shpejtësinë e arritur duke përdorur gravitetin ishte misioni Helios-2, i cili u nis për të studiuar mediumin ndërplanetar në 1976.

Për shkak të ekscentricitetit të lartë të orbitës 190-ditore, pajisja ishte në gjendje të përshpejtohej në 240,000 km/h. Për këtë qëllim është përdorur ekskluzivisht graviteti diellor.

Epo, nëse dërgojmë Voyager 1 me 60,000 km/h, do të duhet të presim 76,000 vjet. Për Helios 2, kjo do të kishte marrë 19,000 vjet. Është më i shpejtë, por jo mjaftueshëm i shpejtë.

Makinë elektromagnetike

Ekziston një mënyrë tjetër - motori rezonant i frekuencës së radios (EmDrive), i propozuar nga Roger Shavir në 2001. Ajo bazohet në faktin se rezonatorët elektromagnetikë të mikrovalës mund të shndërrojnë energjinë elektrike në shtytje.

Ndërsa motorët elektromagnetikë konvencionalë janë projektuar për të lëvizur një lloj të caktuar mase, ky nuk përdor masë reaksioni dhe nuk prodhon rrezatim të drejtuar. Ky lloj është pritur me një sasi të madhe skepticizmi sepse shkel ligjin e ruajtjes së momentit: një sistem i momentit brenda një sistemi mbetet konstant dhe ndryshon vetëm nën ndikimin e forcës.

Por eksperimentet e fundit po fitojnë ngadalë mbi mbështetësit. Në prill 2015, studiuesit njoftuan se kishin testuar me sukses diskun në një vakum (që do të thotë se mund të funksionojë në hapësirë). Në korrik ata kishin ndërtuar tashmë versionin e tyre të motorit dhe zbuluan një shtytje të dukshme.

Në vitin 2010, Huang Yang filloi një seri artikujsh. Ajo përfundoi punën përfundimtare në vitin 2012, ku raportoi fuqi më të madhe hyrëse (2,5 kW) dhe testoi kushtet e shtytjes (720 mN). Në vitin 2014, ajo shtoi gjithashtu disa detaje në lidhje me përdorimin e ndryshimeve të brendshme të temperaturës që konfirmuan funksionalitetin e sistemit.

Sipas llogaritjeve, një pajisje me një motor të tillë mund të fluturojë në Pluton në 18 muaj. Këto janë rezultate të rëndësishme, sepse përfaqësojnë 1/6 e kohës që ka shpenzuar New Horizons. Tingëllon mirë, por edhe kështu, udhëtimi në Proxima Centauri do të zgjaste 13,000 vjet. Për më tepër, ne ende nuk kemi besim 100% në efektivitetin e tij, kështu që nuk ka kuptim të fillojmë zhvillimin.

Pajisjet bërthamore termike dhe elektrike

NASA ka hulumtuar për shtytje bërthamore për dekada tani. Reaktorët përdorin uranium ose deuterium për të ngrohur hidrogjenin e lëngshëm, duke e shndërruar atë në gaz hidrogjeni të jonizuar (plazmë). Më pas dërgohet përmes grykës së raketës për të gjeneruar shtytje.

Një termocentral i raketave bërthamore strehon të njëjtin reaktor origjinal, i cili transformon nxehtësinë dhe energjinë në energji elektrike. Në të dyja rastet, raketa mbështetet në ndarjen ose shkrirjen bërthamore për të gjeneruar shtytje.

Kur krahasojmë me motorët kimikë, marrim një sërë avantazhesh. Le të fillojmë me densitetin e pakufizuar të energjisë. Për më tepër, tërheqja më e lartë është e garantuar. Kjo do të reduktonte konsumin e karburantit, gjë që do të reduktonte masën e nisjes dhe kostot e misionit.

Deri më tani nuk ka pasur asnjë motor termik bërthamor të lëshuar. Por ka shumë koncepte. Ato variojnë nga modelet tradicionale të ngurta deri tek ato të bazuara në një bërthamë të lëngshme ose gazi. Pavarësisht të gjitha këtyre avantazheve, koncepti më kompleks arrin një impuls specifik maksimal prej 5000 sekondash. Nëse përdorni një motor të tillë për të udhëtuar kur planeti është 55,000,000 km larg (pozicioni "opozitë"), do të duhen 90 ditë.

Por nëse e dërgojmë në Proxima Centauri, do të duhen shekuj që të përshpejtohet për të arritur shpejtësinë e dritës. Pas kësaj, do të duheshin disa dekada për të udhëtuar dhe shekuj të tjerë për të ngadalësuar. Në përgjithësi, periudha është reduktuar në një mijë vjet. E shkëlqyeshme për udhëtimet ndërplanetare, por ende jo e mirë për udhëtimet ndëryjore.

Në teori

Ju ndoshta e keni kuptuar tashmë se teknologjia moderne është mjaft e ngadaltë për të mbuluar distanca kaq të gjata. Nëse duam ta arrijmë këtë në një brez, atëherë duhet të dalim me diçka përparim. Dhe nëse krimbat po mbledhin ende pluhur në faqet e librave fantashkencë, atëherë ne kemi disa ide reale.

Lëvizja e impulsit bërthamor

Stanislav Ulam u përfshi në këtë ide në vitin 1946. Projekti filloi në vitin 1958 dhe vazhdoi deri në vitin 1963 me emrin Orion.

Orion planifikoi të përdorte fuqinë e shpërthimeve bërthamore impulsive për të krijuar një goditje të fortë me një impuls specifik të lartë. Kjo do të thotë, ne kemi një anije kozmike të madhe me një furnizim të madh të kokave të luftës termonukleare. Gjatë rënies, ne përdorim një valë shpërthimi në platformën e pasme ("shtytës"). Pas çdo shpërthimi, jastëku shtytës thith forcën dhe e shndërron shtytjen në impuls.

Natyrisht, në botën moderne metodës i mungon hiri, por garanton impulsin e nevojshëm. Sipas vlerësimeve paraprake, në këtë rast është e mundur të arrihet 5% e shpejtësisë së dritës (5.4 x 10 7 km/h). Por dizajni vuan nga mangësi. Le të fillojmë me faktin se një anije e tillë do të ishte shumë e shtrenjtë, dhe do të peshonte 400,000-4000,000 ton. Për më tepër, ¾ e peshës përfaqësohet nga bomba bërthamore (secila prej tyre arrin 1 ton metrikë).

Kostoja totale e nisjes do të ishte rritur në atë kohë në 367 miliardë dollarë (sot - 2.5 trilion dollarë). Ekziston edhe problemi i rrezatimit dhe mbetjeve bërthamore të krijuara. Besohet se ishte për shkak të kësaj që projekti u ndërpre në 1963.

Fusion bërthamor

Këtu përdoren reaksione termonukleare, për shkak të të cilave krijohet shtytje. Energjia prodhohet kur peletat e deuterium/helium-3 ndizen në ndarjen e reaksionit përmes mbylljes inerciale duke përdorur rreze elektronike. Një reaktor i tillë do të shpërthente 250 fishekë në sekondë, duke krijuar një plazmë me energji të lartë.

Ky zhvillim kursen karburant dhe krijon një nxitje të veçantë. Shpejtësia e arritshme është 10,600 km (shumë më e shpejtë se raketat standarde). Kohët e fundit, gjithnjë e më shumë njerëz janë të interesuar për këtë teknologji.

Në vitet 1973-1978. Shoqëria Ndërplanetare Britanike krijoi një studim fizibiliteti, Projekti Daedalus. Ai bazohej në njohuritë aktuale të teknologjisë së shkrirjes dhe disponueshmërinë e një sonde pa pilot me dy faza që mund të arrinte yllin e Barnard (5.9 vite dritë) në një jetë të vetme.

Faza e parë do të funksionojë për 2.05 vjet dhe do të përshpejtojë anijen në 7.1% të shpejtësisë së dritës. Pastaj do të rivendoset dhe motori do të fillojë, duke rritur shpejtësinë në 12% në 1.8 vjet. Pas kësaj, motori i fazës së dytë do të ndalojë dhe anija do të udhëtojë për 46 vjet.

Në përgjithësi, anija do të arrijë yllin në 50 vjet. Nëse e dërgoni në Proxima Centauri, koha do të reduktohet në 36 vjet. Por kjo teknologji u përball edhe me pengesa. Le të fillojmë me faktin se helium-3 do të duhet të minohet në Hënë. Dhe reagimi që fuqizon anijen kërkon që energjia e lëshuar të kalojë energjinë e përdorur për ta nisur atë. Dhe megjithëse testimi shkoi mirë, ne ende nuk kemi llojin e nevojshëm të energjisë që mund të fuqizojë një anije kozmike ndëryjore.

Epo, të mos harrojmë paratë. Një lëshim i vetëm i një rakete prej 30 megatonësh i kushton NASA-s 5 miliardë dollarë. Pra, projekti Daedalus do të peshonte 60,000 megaton. Përveç kësaj, do të nevojitet një lloj i ri i reaktorit termonuklear, i cili gjithashtu nuk përshtatet në buxhet.

Motori Ramjet

Kjo ide u propozua nga Robert Bussard në vitin 1960. Kjo mund të konsiderohet një formë e përmirësuar e shkrirjes bërthamore. Ai përdor fusha magnetike për të kompresuar karburantin e hidrogjenit derisa të aktivizohet shkrirja. Por këtu krijohet një gyp i madh elektromagnetik, i cili "shqyen" hidrogjenin nga mediumi ndëryjor dhe e hedh atë në reaktor si lëndë djegëse.

Anija do të fitojë shpejtësi dhe do të detyrojë fushën magnetike të ngjeshur të arrijë procesin e shkrirjes termonukleare. Më pas do të ridrejtojë energjinë në formën e gazrave të shkarkimit përmes injektorit të motorit dhe do të përshpejtojë lëvizjen. Pa përdorur karburant tjetër, ju mund të arrini 4% të shpejtësisë së dritës dhe të udhëtoni kudo në galaktikë.

Por kjo skemë ka një numër të madh mangësish. Problemi i rezistencës lind menjëherë. Anija duhet të rrisë shpejtësinë për të grumbulluar karburant. Por ai has në sasi të mëdha hidrogjeni, kështu që mund të ngadalësohet, veçanërisht kur godet rajone të dendura. Përveç kësaj, është shumë e vështirë të gjesh deuterium dhe tritium në hapësirë. Por ky koncept përdoret shpesh në fantashkencë. Shembulli më i njohur është Star Trek.

Vela me lazer

Për të kursyer para, velat diellore janë përdorur për një kohë shumë të gjatë për të lëvizur automjetet rreth sistemit diellor. Ato janë të lehta dhe të lira dhe nuk kërkojnë karburant. Vela përdor presionin e rrezatimit nga yjet.

Por për të përdorur një dizajn të tillë për udhëtimin ndëryjor, ai duhet të kontrollohet nga rrezet e fokusuara të energjisë (lazerët dhe mikrovalët). Kjo është mënyra e vetme për ta përshpejtuar atë në një pikë afër shpejtësisë së dritës. Ky koncept u zhvillua nga Robert Ford në 1984.

Në fund të fundit është se të gjitha përfitimet e një vela diellore mbeten. Dhe megjithëse lazerit do t'i duhet kohë për t'u përshpejtuar, kufiri është vetëm shpejtësia e dritës. Një studim i vitit 2000 tregoi se një vela me lazer mund të përshpejtohej në gjysmën e shpejtësisë së dritës në më pak se 10 vjet. Nëse madhësia e velit është 320 km, atëherë ajo do të arrijë në destinacionin e saj në 12 vjet. Dhe nëse e rritni atë në 954 km, atëherë në 9 vjet.

Por prodhimi i tij kërkon përdorimin e përbërjeve të avancuara për të shmangur shkrirjen. Mos harroni se duhet të arrijë përmasa të mëdha, kështu që çmimi do të jetë i lartë. Përveç kësaj, do t'ju duhet të shpenzoni para për të krijuar një lazer të fuqishëm që mund të sigurojë kontroll me shpejtësi kaq të larta. Lazeri konsumon një rrymë konstante prej 17,000 teravat. Pra e kuptoni, kjo është sasia e energjisë që konsumon i gjithë planeti në një ditë.

Antimateria

Ky është një material i përfaqësuar nga antigrimca që arrijnë të njëjtën masë si ato të zakonshme, por kanë ngarkesë të kundërt. Një mekanizëm i tillë do të përdorte ndërveprimin midis materies dhe antimateries për të gjeneruar energji dhe për të krijuar shtytje.

Në përgjithësi, një motor i tillë përdor grimcat e hidrogjenit dhe antihidrogjenit. Për më tepër, në një reagim të tillë lëshohet e njëjta sasi energjie si në një bombë termonukleare, si dhe një valë grimcash nënatomike që lëvizin me 1/3 e shpejtësisë së dritës.

Avantazhi i kësaj teknologjie është se pjesa më e madhe e masës shndërrohet në energji, e cila do të krijojë densitet më të lartë energjie dhe impuls specifik. Si rezultat, ne do të marrim anijen më të shpejtë dhe më ekonomike. Nëse një raketë konvencionale përdor tonelata karburant kimik, atëherë një motor me antimaterie shpenzon vetëm disa miligramë për të njëjtat veprime. Kjo teknologji do të ishte e shkëlqyeshme për një udhëtim në Mars, por nuk mund të aplikohet në një yll tjetër, sepse sasia e karburantit rritet në mënyrë eksponenciale (së bashku me kostot).

Një raketë me dy faza kundër lëndës do të kërkonte 900,000 tonë karburant për një fluturim 40-vjeçar. Vështirësia është se për të nxjerrë 1 gram antimaterie do të nevojiten 25 milionë kilovat-orë energji dhe më shumë se një trilion dollarë. Për momentin kemi vetëm 20 nanogramë. Por një anije e tillë është e aftë të përshpejtojë deri në gjysmën e shpejtësisë së dritës dhe të fluturojë drejt yllit Proxima Centauri në yjësinë Centaurus në 8 vjet. Por peshon 400 Mt dhe konsumon 170 ton antimaterie.

Si zgjidhje për problemin, ata propozuan zhvillimin e një "Sistemi të Kërkimit Ndëryjor të Raketave Antimateriale vakum". Kjo mund të përdorë lazer të mëdhenj që krijojnë grimca të antimateries kur gjuhen në hapësirën boshe.

Ideja bazohet gjithashtu në përdorimin e karburantit nga hapësira. Por sërish lind momenti i kostos së lartë. Përveç kësaj, njerëzimi thjesht nuk mund të krijojë një sasi të tillë të antimateries. Ekziston gjithashtu një rrezik rrezatimi, pasi asgjësimi i materies-antimmateries mund të krijojë shpërthime të rrezeve gama me energji të lartë. Do të jetë e nevojshme jo vetëm për të mbrojtur ekuipazhin me ekrane speciale, por edhe për të pajisur motorët. Prandaj, produkti është inferior në praktikë.

Flluskë Alcubierre

Në vitin 1994, u propozua nga fizikani meksikan Miguel Alcubierre. Ai donte të krijonte një mjet që nuk do të shkelte teorinë speciale të relativitetit. Ai sugjeron shtrirjen e strukturës së hapësirë-kohës në një valë. Teorikisht, kjo do të bëjë që distanca para objektit të zvogëlohet dhe distanca pas tij të zgjerohet.

Një anije e kapur brenda një valë do të jetë në gjendje të lëvizë përtej shpejtësive relativiste. Vetë anija nuk do të lëvizë në "flluskën e shtrembër", kështu që rregullat e hapësirës-kohës nuk zbatohen.

Nëse flasim për shpejtësinë, atëherë kjo është "më e shpejtë se drita", por në kuptimin që anija do të arrijë në destinacionin e saj më shpejt se një rreze drite që lë flluskën. Llogaritjet tregojnë se ai do të arrijë në destinacion pas 4 vitesh. Nëse e mendojmë në teori, kjo është metoda më e shpejtë.

Por kjo skemë nuk merr parasysh mekanikën kuantike dhe anulohet teknikisht nga Teoria e Gjithçkaje. Llogaritjet e sasisë së energjisë së kërkuar treguan gjithashtu se do të kërkohej fuqi jashtëzakonisht e madhe. Dhe ne nuk kemi prekur ende sigurinë.

Megjithatë, në vitin 2012 u fol se kjo metodë po testohej. Shkencëtarët pretenduan se kishin ndërtuar një interferometër që mund të zbulonte shtrembërimet në hapësirë. Në vitin 2013, Laboratori i Propulsionit Jet kreu një eksperiment në kushte vakum. Si përfundim, rezultatet dukeshin jo përfundimtare. Nëse shikoni më thellë, mund të kuptoni se kjo skemë shkel një ose më shumë ligje themelore të natyrës.

Çfarë rrjedh nga kjo? Nëse shpresonit të bënit një udhëtim vajtje-ardhje drejt yllit, shanset janë tepër të ulëta. Por nëse njerëzimi vendosi të ndërtojë një arkë hapësinore dhe t'i dërgojë njerëzit në një udhëtim shekullor, atëherë gjithçka është e mundur. Sigurisht, kjo është vetëm një bisedë për momentin. Por shkencëtarët do të ishin më aktivë në teknologji të tilla nëse planeti apo sistemi ynë do të ishte në rrezik real. Pastaj një udhëtim në një yll tjetër do të ishte çështje mbijetese.

Tani për tani, ne mund të shfletojmë dhe eksplorojmë vetëm hapësirat e sistemit tonë vendas, duke shpresuar që në të ardhmen të shfaqet një metodë e re që do të bëjë të mundur zbatimin e tranzitit ndëryjor.